壓力變送器的常見故障與解決措施

摘要：壓力變送器是工業(yè)實踐中的常用傳感器，壓力變送器發(fā)展至今已經(jīng)取得了技術(shù)上的突破，從早期的大位移壓力變送器，發(fā)展到上世紀五十年代的力平衡式差壓變送器，再由七十年代結(jié)構(gòu)簡單的位移式變送器到九十年代智能化變送器，最后到今天結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強的多類型壓力變送器，壓力變送器在結(jié)構(gòu)、外觀、性能等方面取得了進步，在壓力變送器的實際使用中，會出現(xiàn)各種各樣的問題和故障，本文主要分析了常見故障原因并提出了解決辦法。
0前言
       變送器是自控系統(tǒng)的一個重要組成部分，壓力變送器主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測量和控制，其在石油、化工、電力等領(lǐng)域的應用十分廣泛。壓力變送器的種類繁多，根據(jù)工作原理、用途的不同有不同的分類方式。壓力變送器主要用于壓力的遠程顯示和控制，其常在高溫、低壓、腐蝕、振動等環(huán)境下工作，出現(xiàn)故障的幾率較大，因此對壓力變送器的影響因素、常見故障等研究是十分有意義的。
1壓力變送器常見類型
       壓力變送器就是能夠?qū)毫ψ兞哭D(zhuǎn)化為標準輸出信號的儀表，壓力變量與輸出信號間存在一定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)不同的工作原理可將壓力變送器分為以下幾種：
（1）壓阻式變送器。壓阻式變送器是將壓力作用到膜片的前表面，在壓力作用下膜片會出現(xiàn)一定的形變，感壓膜片的背面印有厚膜電阻，進而形成一個惠斯通電橋，在壓阻效應下，電橋會產(chǎn)生相應的電壓信號，該信號與激勵電壓成正比例關(guān)系。
（2）壓電式變送器。壓電式變送器是利用正壓電效應研制出來的，正高壓電效應就是將一定的外力作用于電解質(zhì)使其發(fā)生變形，電解質(zhì)內(nèi)部會出現(xiàn)極化現(xiàn)象，并且在其兩個表面會產(chǎn)生正負不同的電荷，外力停止作用時，電解質(zhì)又恢復到不帶電的狀態(tài)。電荷的極性會隨著作用力方向的改變而改變。在電解質(zhì)極性方向施加電場，電解質(zhì)也會發(fā)生變形，撤銷后電解質(zhì)的形變消失，這就是逆壓電效應。
（3）應變式變送器。采用特殊的粘合劑將應變片粘合在一起進而產(chǎn)生力學應變，在機體受力發(fā)生變化時，電阻應變片也會隨之出現(xiàn)一定的形變，進而影響到阻值的大小，電阻上的電壓發(fā)生改變。但是此種情況下阻值的變化較小，通常情況下組成應變電橋，在儀表放大器的作用下變大，最后傳輸?shù)教幚砭€路顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
（4）電容式變送器。電容式變送器分電動和氣動兩類，前者的標準化輸入信號為直流信號，后者輸出信號為氣體壓力。待測介質(zhì)的兩種壓力分別輸入高、低兩壓力室，作用于敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極組成電容器，在兩側(cè)壓力大小不同的情況下，模塊會產(chǎn)生位移，兩側(cè)電流大小不同，在震蕩和調(diào)節(jié)作用下，形成電流、電壓或者數(shù)字輸出信號。
2壓力變送器工作原理
       模塊電路、顯示表頭、測壓元件傳感器、表殼等共同組成了壓力變送器。來自兩側(cè)導壓管的壓力差會作用在變送器傳感器量測的膜片上，測量元件能夠?qū)⒔邮艿膲毫π盘栟D(zhuǎn)變成標準的電流電壓信號，并將信號發(fā)送至報警儀、記錄儀和調(diào)節(jié)器，進而對其進行二次測量。
3壓力變送器的常見故障
       壓力變送器在使用過程中難免出現(xiàn)各種各樣的故障，其影響因素眾多，例如壓力變送器內(nèi)隔片與傳感原件間存在灌充液漏，零點和量程偏移、輸出不穩(wěn)定等都會導致壓力變送器精度下降甚至發(fā)生損壞；天氣因素也會對變送器造成影響，如雷擊會損壞變送器膜盒的電路、導致無法通訊；潮濕的環(huán)境會損壞線路；變送器量程選擇不合理會造成感壓元件不可逆的變形。以下介紹幾種常見的故障類型：
（1）線路故障。當出現(xiàn)線路故障時，計算機顯示數(shù)值出現(xiàn)異常，將變送器接線盒打開，檢查線路是否存在虛接、短接或者斷接的現(xiàn)象，在采用測電源、搖絕緣以及量電阻等方法排查故障。
（2）變頻干擾。在進行布線時，多種信號線之間互相干擾，尤其是在動力線與信號線串在同一管道中產(chǎn)生的干擾作用更為嚴重，此種情況下會導致變送器不通訊甚至致使錯誤。可以通過增大儀表電纜與動力電纜槽架距離的方式來避免此類錯誤操作。
（3）引壓管故障。引壓管故障通常有引壓管堵塞、引壓管漏氣、引壓管積液三種故障類型，引壓堵塞一般是由排放不及時或者介質(zhì)臟、粘等導致的；引壓管漏氣是由變送器接電、截止閥等附件較多，增加了泄露點；引壓管積液通常是由于氣體取壓方式不合理或者引壓管安裝錯誤造成的，引壓管積液會影響測量精度。
（4）電信號傳輸故障。壓力變送器若使用或維護不當極易導致電信號的傳輸故障，例如為了節(jié)省時間將變送器放在被測設(shè)備附近，導致信號傳輸距離過遠，信號就會出現(xiàn)干擾或衰減現(xiàn)象，此時要根據(jù)需要增加電纜線的截面積。
4壓力變送器故障處理
4.1輸出信號為零
       當壓力變送器出現(xiàn)壓力為零的現(xiàn)象時，可以從以下幾個方面進行處理：首先檢查管道內(nèi)是否存在壓力，儀表是否正常供電，之后檢查是否存在電源極性接反的現(xiàn)象，最后檢查電子線路板、感壓膜頭、變送器電源電壓等。
4.2加壓力無反應
       若加壓力無反應則要檢查取壓管的閥門是否正常，變送器保護功能跳線開關(guān)是否正常，取壓管是否堵塞，檢查白送器零點和量程，更換傳感膜頭等。
4.3壓力變量讀數(shù)偏差
      壓力變送器出現(xiàn)壓力讀數(shù)明顯偏高或偏低的現(xiàn)象時，首先檢查取壓管路是否存在泄漏現(xiàn)象，再檢查取壓管上的閥門，對傳感器進行微調(diào)，若還存在問題，更換新的傳感膜頭。
4.4壓力變量讀數(shù)不穩(wěn)定
       該問題可通過隔離外界干擾源、檢查導壓管是否泄漏、管道是否存在雜物、檢查隔離膜片時候出現(xiàn)服飾或變形、檢查感壓膜頭等方法來排查。
5結(jié)語
       目前壓力傳感器的使用十分廣泛，無論是國產(chǎn)變送器還是進口變送器，在使用過程中由于工作環(huán)境、人為操作不當或者自身原因都會出現(xiàn)各種故障，因此我們不僅要按照說明書的標準規(guī)范進行操作，還要掌握正確的故障判斷、養(yǎng)護和維修知識，這樣才能保證壓力傳感器的使用壽命和測量精度。